Eis-Titan

Der Saturnmond Titan hat ein eiskaltes Inneres, das sich nie in seiner Geschichte stark erwärmte

Titan ist einer der Riesen unter den Monden in unserem Sonnensystem. Er hüllt sich in eine dichte, undurchsichtige Atmosphäre, unter der sich auf seiner Oberfläche imposante Landschaften mit Bergen und Tälern, gigantischen Sanddünen, Flüssen und Seen aus flüssigem Methan verbergen. Er erinnert in vielem an die Erde in der Frühzeit ihrer Geschichte. Aber er ist doch ganz anders – wie Wissenschaftler jetzt beweisen können, war und ist sein Kern eiskalt.

Cassini umkreist Titan und wirft mit seinen Instrumenten einen Blick ins Innere dieses Saturnmondes, Illustration: Nasa/JPL

Titan ist mit einem Durchmesser von 5.150 Kilometern der größte Saturnmond und der zweigrößte aller Monde im Sonnensystem. Der niederländische Naturwissenschaftler Christiaan Huygens entdeckte ihn bereits 1655, aber durch die Dunstschicht, die ihn umgibt, blieb Titan lange ein Rätsel. Es bedurfte des Zeitalters der Raumsonden, um mehr über diesen speziellen Himmelskörper zu erfahren.

Aufbruch zum Saturn

Vor allem die 1997 gestarteten Cassini-Huygens Mission, ein Gemeinschaftsprojekt der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation (ESA und der italienischen Weltraumorganisation (ASI), ermöglichte den Einblick in die faszinierende Welt des Titan, denn die vorangegangenen Voyager-Missionen konnten die Atmosphäre nur solche erkennen, aber nicht durchdringen (vgl. Voyager 1 - Unterwegs in die Ewigkeit).

Der Orbiter Cassini umkreist seit 2004 den Saturn (vgl. Where is Cassini now?), und setzte die Sonde Huygens ab, die Anfang 2005 auf dem Titan landete (vgl.Mission to Titan). Die zur Erde gefunkten Bilder zeigten eine großartige, zerklüftete Landschaft (vgl. Video: Titan Canyon Country). Huygens machte zudem Tonaufnahmen (vgl. Sounds of an alien world).

Es regnet Methan

Titan ist nicht nur einer der größten, sondern auch der einzige Mond mit einer dichten Atmosphäre – der atmosphärische Druck ist 1,6 Mal höher als auf der Erde. Seine Gashülle besteht zu 95 Prozent aus Stickstoff, außerdem Methan und anderen Kohlenwasserstoffen sowie Wasserstoff.

Eine mörderische Umgebung herrscht auf der Oberfläche, es ist durchschnittlich minus 179 Grad Celsius kalt, es stürmt und regnet. Allerdings kein Wasser, titanische Flüsse und Seen sind mit flüssigem Ethan, Methan und anderen Kohlewasserstoffen gefüllt. Am Äquator türmen sich gigantische, bis 150 Meter hohe und mehrere hundert Kilometer lange Dünen auf.

Die Kosmologen gehen nicht davon aus, dass heute Leben auf Titan existiert, denn dafür sind die Bedingungen auf der Oberfläche unter den dicken, orange schimmernden Wolkenschichten zu unwirtlich, aber sie hoffen, dort die Vorbedingungen erforschen zu können, die die Entstehung von Leben ermöglichen. Methan und Stickstoff-Moleküle könnten sich auf dem eisigen Mond zu komplexen organischen Materialien wie Kohlenwasserstoffen oder sogar Aminosäuren - den Grundbausteinen des irdischen Lebens - zusammenschließen.

So könnte es auf dem Saturnmond Titan aussehen. Bild: Steven Hobbs/Nasa

Oder anders formuliert: Die Bedingungen auf Titan ähneln denen auf der Erde vor 4.6 Mrd. Jahren. Die Experten vermuten, dass sich unter der festen Oberfläche des Mondes ein Ozean befindet – wahrscheinlich ungefähr hundert Kilometer unterhalb der Kruste.

Neue Erkenntnisse von Cassini

67 Mal flog Cassini bei seiner Umrundungen des Ringplaneten Saturn bereits an Titan vorbei, um Daten zu sammeln. Anfang März diesen Jahres präsentierten einige Spezialisten bei der Lunar and Planetary Science Conference in The Woodlands, Texas, die Nachbildung einer eindrücklichen Landschaft auf Titan namens Sikun Labyrinthus, die stark an eine durch Erosion geschaffene Region in Utah erinnert. (vgl. Is That Saturn's Moon Titan or Utah?)

Die Forscher vermuten, dass sich unter der zerklüfteten Oberfläche auch auf dem Saturnmond Höhlensysteme verbergen. Karl Mitchell vom Cassini-Team am Jet Propulsion Laboratory in Pasadenakommentierte:

Des Titans Kern

Jetzt veröffentlicht ein italienisch-amerikanisches Tema um Luciano Iess von der Universita La Sapienza in Rom in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Science die neuesten Erkenntnisse über die innere Beschaffenheit des Titan.

Die Wissenschaftler analysierten das Gravitationsfeld des Titan, dazu verwendeten sie Daten von vier engen Cassini-Vorbeiflügen zwischen 2006 und 2008, die speziell darauf abzielten, die Wirkung der Schwerkraft vor Ort zu messen. In Abgleich mit Rotationsdaten des Mondes ergab sich das Bild, wie der Mond unter der Kruste strukturell aussehen muss, wie sein Kern sich genau zusammensetzt.

Dabei zeigte sich, dass das Innerste des Titan aus einer Mischung von Eis und Gestein besteht. In der Evolution des Mondes kam es nicht zur Ausbildung eines festen Kerns aus purem Stein, es entstand keine ausdifferenzierte Schichtbildung. Es war immer kalt im Herzen des Titan.

Das ist spannend, denn es verdeutlicht, dass der größte Saturnmond eine andere Entstehungsgeschichte erlebte als andere Monde wie zum Beispiel der noch größere Jupitermond Ganymed, der einen Eisenkern mit einem Gesteinsmantel darum herum besitzt, darüber liegt erst eine dicke Schale aus Eis.

Es war vorher schon bekannt, dass Titan jeweils zur Hälfte aus Gestein und Eis besteht, aber die innere Verteilung war unklar. Das hat sich jetzt geändert: Nur die äußerte Schicht von etwa 500 Kilometern Dicke besteht aus purem Eis, darunter liegt der Kern, in dem Eis und Gestein nach wie vor durchmischt sind.

Einer der Autoren der aktuellen Studie, erläutert David Stevenson vom California Institute of Technology in Pasadena erklärt die Zusammenhänge:

Davon unberührt bleibt die Frage nach einem Ozean unter der Kruste des Titan, dass es ihn geben könnte, bleibt weiter plausibel, wie das Team um Luciano Iess betont.

Es wird in Zukunft sicherlich noch weitere spannende Neuigkeiten von der Cassini-Huygens-Mission geben. Anfang des Jahres hat die NASA beschlossen, diese Form der Erforschung des Saturns und seiner Umgebung bis 2017 fortzusetzen und dafür jährlich 60 Millionen Dollar auszugeben.

http://www.heise.de/tp/artikel/32/32260/1.html